数控系统论文范文

导语：如何才能写好一篇数控系统论文，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

数据供应链管理体系

1数据供应链的构成

信息系统环境中的统计数据与和制造环境的物质产品具有相似性，把统计数据视为信息系统中的产品，这样，就可以采用全面质量管理(TQM)的原则、方法和技术来进行数据质量管理[4,7]；可以采用制造环境中供应链的管理体系来构建数据产品的管理体系，我们称之为数据供应链。实际上可以把统计数据的制造和消费过程看作一种业务流程模型，它由数据提供者、数据生产者、数据管理者到数据消费者的价值链组成，完成由数据消费者需求开始到提供给数据消费者以所需要的产品与服务的整个过程[8]，这就是数据供应链。数据产品的制造过程包括：原始数据采集、中间数据生成、成品数据生成、数据消费等四个阶段，它涉及四种角色：数据提供者、数据生产者、数据管理者、数据消费者[4]。数据产品的生产制造过程也是数据的增值过程，随着数据（信息）的价值得到社会广泛的认可，数据产品的开发和利用将会得更多的关注。从某一个数据生产者内部来看，它的数据生产过程也构一个内部供应链[9]，这个供应链比较简单(见图1)。外部供应链还包括数据生产者的数据供应市场和数据消费市场，数据供应市场由一个或多个数据提供者和它们的数据供应市场构成，数据消费市场由一个或多个数据消费者和它们的数据消费市场来构成(见图2)。

2内部数据供应链的管理组织模式

随着企业信息建设的推进，现代信息系统从MIS发展到企业商务智能系统。商务智能系统采集业务数据原始数据，经过数据清洗，形成支持决策和分析的数据仓库，数据的采购与处理过程见图3。可以看出，现代企业（或组织）内部的统计数据的采集、处理、分析过程是可以由企业商务智能系统来完成，并提供给相关的数据消费者。

3外部数据供应链的管理组织模式

完整的外部数据供应链是围绕满足用户的数据需求来构建的，它存在一个核心机构（或组织），并起着核心管理作用。构建一个数据供应链的同时也意味着一个统计体系的形成，它将数据提供者、数据生产者、数据管理者、数据消费者联系起来形成一个是开放性的、以团队工作为组织单元的有机整体[10]。采用供应链管理的思想来实现整个统计体系的管理，就是对一个统计体系中各参与组织、部门之间的数据、信息流与资金流进行计划、协调和控制等，目的是通过优化提高数据生产过程的速度和确定性，提高组织的运作效率和效益。对比制造环境的供应链管理，数据供应链管理更简单，它所关注的只有数据（或信息）及其价值，没有物流过程。数据供应链管理的基本对象是数据产品流，数据产品流由供应市场流向消费市场。数据供应链的信息流包括数据的需求、数据处理状态和传递状态等信息，评价与反馈流包括对数据产品的评估和评价信息等。采用现代信息技术，建立数据供应链管理系统实现数据产品流、信息流、评价与反馈流的统一管理，以实现对数据供应链的全面管理。

统计数据质量控制体系的构建

1系统框架

现代信息系统具有高效的计划、控制、反馈机制，高效的数据处理与传输能力，为构建DSCMS系统提供了技术支持。信息网络时代，统计数据质量的监控与预警系统是统计信息系统的重要组成部份[3]，可采用企业资源计划（ERP）、全面质量等管理思想构建统计数据质量控制框架，以有效避免目前统计数据质量控制体系中易受中间环节的人为干扰。图4给出了DSCMS的系统框架。

2系统功能与管理控制的实现

DSCMS由两部分组成：一是统计数据管理系统，它实现方案设计、数据采集、数据整理和统计分析与等统计工作各阶段的信息化管理；二是评价与反馈系统，它负责系统的控制、评价与反馈，是数据质量控制体系的实现。两者有机结合，融入计划控制、全面质量管理等现代管理思想，形成统计管理信息系统的全面解决方案。按系统的功能实现，可分成以下6个部分：（1）方案设计系统。实现统计工作方案设计，包括任务和目标的制定，数据收集、处理方案的制定，以及数据标准和要求的设定等。方案设计将结合目标与实施方案，做出完整的实施计划与控制策略，是DSCMS的控制中心，并通过评价与反馈系统来实现整个管理体系的计划、过程控制和评价功能。（2）数据采集系统。在跨组织的数据供应链中进行数据采集，需考虑时间和空间对数据采集产生的影响，构建基于互联网的分布式集成数据采集系统不仅能提高工作的效率，也可以有效的减少数据逐级传递过程中的人为干扰。面向服务架构是分布式系统当前应用最广泛的核心集成技术之一[11]，它可以对数据供应者的业务系统进行有效的集成，实现数据采集过程的自动化。（3）数据处理系统。数据处理采用集中处理方式来完成，各级数据生产者和管理者经过授权可通过数据处理系统对采集的数据进行处理，生成相关的统计数据，以供本级数据消费者使用。数据处理包括抽取、转换、装载等过程。（4）数据分析系统。数据分析可结合统计方法、数据挖掘技术、联机分析处理技术（OLAP）对数据库或数据仓库中的数据进行分析，分析结果可通过信息系统进行，并对分析结果进行评价与反馈。（5）信息系统。统计数据或分析结果可通过网站向社会公众或相关用户，并通过网站收集用户的反馈信息。（6）评价与反馈系统。通过构建科学的数据质量评价指标体系与反馈系统，利用现代信息技术手段对统计数据质量进行评价，并将评价结果及时反馈到数据质量控制框架及数据生成的各个部门（或环节），以便于及时进行修正、完善。

篇2

远程监控系统由目标机端和监控主机端构成，通过前面所说的不同通信接口进行连接．目标机端运行远程监控，负责接收来自监控主机的命令，进行解析，根据命令执行相应的动作．监控主机端运行控制台程序，通过监控界面发出相应的命令，同时接收目标机的状态信息．远程监控系统的物理实现示意图如图1所示.为了实现对多种通信总线的支持，本文分析了传统远程监控系统的体系结构，对其进行了扩展．通过在应用层和总线驱动层之间增加通信管理层，将具体应用和通信总线隔离开来，应用不必再关心所使用的通信总线类型，使用何种总线建立通信，对于应用程序来说是完全透明的［6－7］．通信管理层实现的是一种命令／应答式通信协议，监控主机和目标机之间采用这种命令／应答式通信协议进行通信，通信过程总是先由监控主机向目标机发送一个命令协议包，目标机根据协议进行命令包的解析，执行相应读写功能后，再通过发送状态协议包向监控主机回送通信状态和数据．对于通信端口来说，该协议可以自动解析使用哪种端口进行通信，同时可以屏蔽不同通信端口之间的差异性，从而在监控主机与目标机之间建立与具体通信总线无关的数据通信策略．目前已实现了RS232串口、1553B接口以及CAN总线接口的通信功能，通过对底层总线驱动模块的扩展，可以非常方便地实现对SPI、SPACEWIRE等其它总线的支持．图2中给出了本文研究的远程监控系统的体系结构模型．通信管理层根据协议执行通信命令分析与组织、数据缓冲管理、通信重试、总线访问控制等操作，实现底层总线驱动模块与顶层具体应用的隔离，使得远程监控系统从功能与通信接口两个方面都很容易进行扩展，并且互不影响．它相当于一个格式变换的缓冲区，对底层的通信端口进行管理，在扩展不同的总线协议时，只要遵从缓冲区的数据交互规范，数据直接存放到缓冲区即可，从而可以满足不同的总线通信要求，实际的缓冲区对于用户来说是透明的．为了完成不同的命令功能，在实现时设置了四个缓冲区，分别为命令执行缓冲区、命令接收缓冲区、数据执行缓冲区、数据接收缓冲区．底层的各种通信总线可以直接发送数据到通信管理层，通信管理层通过对数据重新组织成新的数据格式，直接提供给上层的模块使用，因此通信管理层起到承上启下的作用．本文着重针对嵌入式系统开发调试和升级换代过程中对远程程序加载、目标机数据回传等方面的应用需求，设计远程监控系统应用层功能，实现了程序或数据的上传加载和下载回传，并能控制目标机程序的启动运行，未来可以根据需要很方便的扩展功能．该系统包含了三部分内容：监控主机运行的控制台软件（V8＿Loader）、目标机上运行的软件（V8＿Agent）及命令／应答式通信协议（CP）．V8＿Loader通过控制界面提供给用户通信接口选择、数据／程序文件发送与接收、程序运行控制等功能，按照通信协议与软件通信，实现程序／数据的上下传；V8＿Agent运行在以SPARCV8处理器为CPU的目标机上，接收控制台命令，根据协议完成命令的解析、执行，实现程序／数据在存储器指定区域的加载或回传；命令／应答式通信协议规定了控制台软件和之间的通信格式及命令功能与格式［8］．

2命令／应答式通信协议

2．1协议框架

V8＿Loader（监控主机，PC）与V8＿Agent（目标机）之间采用命令／应答式通信协议进行命令、数据、状态等信息的传送．通信过程总是由监控主机首先向目标机发送一个命令包，目标机在收到命令包后，执行相应读写操作，再根据通信协议向监控主机回送相应的状态应答包．因为远程监控系统对于不同命令的反应实效性是不一样的，为了便于管理，将协议命令分为三种类型，包括立即命令、缓冲命令和数据命令．立即命令信息量短，用于需要马上执行的命令；缓冲命令用于对可延时命令进行延时管理，主要是对数据包进行管理；数据命令主要是用来对大量数据信息进行数据包装．三种命令的具体定义如下：（1）立即命令：目标机接收到立即命令后进行校验，如果正确则立即执行，完成相应控制和状态查询等功能，并回送状态应答包．若校验不正确，则不进行处理和响应．（2）缓冲命令：目标机接收到缓冲命令后，首先存储在缓冲区中，并不立即执行，当监控主机发送执行命令后才执行缓冲区中的命令；执行完成后，也不立即向监控主机回送状态应答包，而是将执行结果存储在缓冲区中，当接收到监控主机发来的查询命令时，才将缓冲区中的状态应答信息作为查询命令的应答包回送给监控主机．（3）数据命令：目标机接收到数据命令后，将数据放在缓冲区中，同时进行校验，根据校验结果设置数据缓冲区的状态，数据包接收后不回送状态应答包给监控主机．

2．2协议包格式

协议包从传输方向上分为两类：上行协议包，由监控主机发送，目标机接收；下行协议包，由目标机发送，监控主机接收．其中上行协议包又包括立即命令包、缓冲命令包和数据命令包三种类型；下行协议包又包括状态应答包和数据应答包两种类型．各种协议包的格式如下：（1）立即命令包：监控主机发送的立即命令，包括前导字符、命令长度、命令内容和校验字节等部分．立即命令的类型包括很多种，具体使用中可以根据需要添加和扩展．（2）缓冲命令包：监控主机发送的缓冲命令，也是实际的功能命令，包括前导字符、命令长度、命令内容和校验字节等部分．缓冲命令包从功能上分为擦除命令、上传命令、下载命令、转移命令等，根据需要可以添加不同的功能命令．（3）数据命令包：监控主机发送的数据命令，用来向目标机的接收数据缓冲区注入一个数据块，包括前导字符、数据块长度、数据块内容和校验字节等部分．（4）状态应答包：目标机发送的状态应答信息，对来自监控主机的立即命令进行响应，包括长度、状态数据和校验字节等部分，长度表示状态数据的字节数，状态数据根据立即命令的不同而不同，从而给宿主机发送不同的状态响应．（5）数据应答包：目标机发送的数据信息，数据应答包是功能命令的数据块，包括长度、数据块和校验字节等部分，长度表示数据块的字节数，数据块是从宿主机接收到的具体数据信息．

3软件实现方法

远程监控系统软件具体实现分为两部分，分别为目标机上运行的V8＿Agent，监控主机上运行的V8＿Loader程序．本文按照图2所示的系统体系结构模型，采用模块化的设计方法进行了实现．软件整体设计框图如图3所示［9］．下面分别从目标机和监控主机两个方面对该系统的软件实现进行说明．

3．1V8＿Agent的实现

V8＿Agent主要完成各种通信协议命令的解析、执行，在V8＿Loader的控制下，将数据传送到目标机的指定区域，或将目标机指定区域的数据传给V8＿Loader．图4给出了目标机解析命令的运行过程，主要分为以下几个步骤执行：（1）初始化所有通信端口和缓冲区，转步骤（2），进入通信端口选择过程；（2）采用自动识别方法对通信端口进行识别，按照预先设定的通道顺序查询各端口，首先查到数据的端口将被选择为临时端口；如果从临时端口接收到一个正确的命令，则认为收到该命令的通信通道就是当前选择的通信通道，将当前通道选择标志送给通信通道选择标志，完成通信通道的选择；（3）识别到可用通信端口后，执行命令解析过程；由所接收信息包的第一个字符确定监控主机送来的包类型；如果是缓冲命令包则执行步骤（4），数据命令包执行步骤（5），立即命令包执行步骤（6），其他转步骤（7）；（4）接收到缓冲命令包后，将接收到的数据暂存到命令接收缓冲区，当监控主机确认目标机正确接收了缓冲命令后，再将其切换到命令执行缓冲区，并设置命令执行缓冲区状态为命令就绪状态后转步骤（7）；（5）接收到数据命令包后，将接收到的数据暂存到数据接收缓冲区，当监控主机确认目标机正确接收了该包数据后，设置数据接收缓冲区状态为数据就绪状态后转步骤（7）；（6）接收到立即命令包后，根据命令包类型执行不同的功能命令，同时给监控主机回送一个应答包，并转步骤（7）；如果接收的是执行缓冲区中命令的命令，则执行命令缓冲区中存储的缓冲命令，执行完毕后转步骤（7）；（7）结束本次通信命令解析过程，转步骤（2）

3．2V8＿Loader的实现

V8＿Loader软件在监控主机上运行，采用Vis－ualC＋＋6．0进行开发．V8＿Loader完成通信接口选择、文件管理、数据打包等功能，并按照通信协议与V8＿Agent进行通信，完成数据上下传．考虑到未来扩展应用功能方面的需求，远程监控系统在实现时不仅需要提供如前面应用说明中的完整功能，还需要为未来的嵌入式应用提供其它方面的支持．因此V8＿Loader在实现时，采用了如图5所示的多层次结构进一步细化了软件的层次结构，增强软件的可扩展性，提高软件的广泛适应性．界面管理层直接向用户提供文件上传、数据下载等用户界面管理，完成对文件的管理操作．文件上传是要将指定数据文件或程序文件的内容上传到目标机指定区域，而数据下载则是从目标机指定区域下载的指定长度二进制数据保存到主机的文件中．此外界面管理层还向用户提供了转移执行、FLASH擦除等功能．线程处理层完成基于文件和控制界面的监控功能处理．它将上传文件、下载数据区分成若干个包，通过调用功能处理层的上、下传支持函数来完成文件数据的上传和数据下载功能．线程处理层同时完成对界面上的进度条的实时处理与更新，完成与用户之间的信息交换，完成文件数据的读取与存储功能．功能处理层是真正的上传、下载、转移等功能的处理模块，按照协议规定通过通信管理层与V8＿A－gent之间进行协议命令及上下传数据的交互，完成规定大小数据的上传与下载．通信管理层提供各种通信功能到不同总线接口的映射．在总线驱动程序的基础上，完成通信字符到协议包的简单转换工作．总线驱动层可以根据实际的通信端口添加相应的驱动程序，可以很方便的扩展其他通信总线，从而完成对通信端口的底层管理．

4结束语

篇3

关键词：图像监控电力系统开发应用

1概述

图像监控系统在工业、邮电、银行等部门应用较多，在电力系统的应用尚处于初期和推广阶段。该系统将现场摄像机摄得的图像通过一定的通讯通道传到监视中心，即可以清晰地看到现场的实际情况。图像监控在电力系统中有以下功能和特点：

（1）适用于无人值班变电所，监视变电所的设备运行和操作状况、发热情况，解决防火、防盗问题，并逐渐与操作人员现场操作的远方监视相结合，必要时各监控中心的图像信息数据要上局计算机网络，供网络用户察看。

（2）由于变电所之间距离较远，通常几十公里，甚至上百公里，通讯是用光纤、微波或电话线等方式进行连接，图像信号传到监控中心必须经过压缩和解压缩，因此图像质量较之现场的模拟信号稍有损失，必须选择好的压缩和解压缩的方式以尽量减少图像的损失。

（3）变电所设备的图像监视以静态物体为主，

动态物体为辅（如操作、防盗等）；监视平时需登高或带电位置的设备情况，如渗油、发热、冒烟等状况；电力大楼的各管理、监视用户通过MIS网的终端进行监控。

（4）要有撤防和布防功能。当变电所有人工作时，要撤防，以免误报警。当变电所位于无人状态时，要布防。

（5）控制功能的主要对象是云台和镜头，包括云台的左右旋转、上下俯仰、镜头聚焦、光圈调整和变焦变倍功能。对于多个云台和镜头的控制，一般采用诸如89C51，8031等单片机加以选择和控制。

2电力系统图像监控的组成

无人值班变电所的图像监控主要由摄像机、云台、编码器、解码器、画面分割器、视频监视器等部分组成。另外，还需与照明系统和防火、防盗系统相结合，成为一个完整的监控系统。

2.1摄像机（包括云台）

摄像机可分为：黑白、彩色、广角、调焦、一体化等多种，适用于不同情况，技术参数也各不相同，黑白摄像机适用于光线不充足地区及夜间无法安装照明设备的地区，可选的分辨率通常高于彩色摄像机。彩色摄像机可以观察设备的红绿灯等情况。一般在变电所采用彩色摄像机，经费紧张或摄像机数目较多时，在电容器室、电缆层等地可采用黑白摄像机；门厅可采用广角镜头的摄像机；控制室、开关室宜采用连带镜头、自动光圈的摄像机，对准目标后能迅速自动调整，不会因支架的抖动或人工因素造成调整困难；球型一体化摄像机是将摄像机、光学镜头、全方位云台、解码驱动器以及附属的底座和防护罩，集成在一个单元中，可以嵌入天花板、吸顶安装或支架安装，适用于室外和主控室墙壁距监控屏较远的地区。室外摄像机还可内置自动温感排风和自动防霜装置，可进行64点全方位预置，随时对2～3台主变油位、中性点闸刀、电容器以及围墙外场景进行监视，总体上降低成本。

此外由于压缩方式对图像的限制，如果图像传递后清晰度最高只能做到640×480，则摄像机的只要选择480线水平清晰度即可，不必选择太高清晰度，以免增加造价。

2.2视频监视器

监视器可分多种：工业监视器、电脑屏幕、电视机、数十台监视器组成的电视墙等，可以根据实际需求进行选择。一般采用计算机作为监视器的，易于操作和控制，由于要显示多画面图像，宜采用17英寸以上的屏幕。采用电视机作为监视器，价格便宜，但图像线数较低，对图像要求较低的场合比较适用；工业监视器清晰度较好，但控制和调节参数的灵活度不如计算机，条件允许的情况下可以采用计算机和工业监视器并用的方式。

2.3画面分割器

使用画面分割器能同时显现前端多个摄像机输出的画面。它分为固定式的四画面分割器和4个以上的多画面分割器。在监控室用计算机进行监视时，易采用4画面分割设备，既使每个画面比较清晰，容易观察，又可以观看多个图像；4个以上的画面比较小，且设备的价格比较高。

2.4编解码设备及相应的图像数据压缩技术

远程的图像传输涉及到图像的压缩和解压缩，一般编码器放置在变电所的控制室内，将现场的图像数据压缩为数字信号，传送到监控中心，解码器放置在监控中心，解开压缩的数据。编码器和解码器是互相对应的。有一对一的配置方式，也有一对多的配置方式。基于主机的视频图像压缩技术有面向硬件的和面向软件的（如Intel的In－deo）两大类。面向硬件的是基于DCT变换（离散余弦变换）等，有如下三种不同的算法：

（1）视频图像压缩算法DVI（数字视频交互），压缩后图像数据率为1．5Mbps。

（2）用于综合业务数字网（ISDN）通信中的H．261算法。

（3）用于动态图像压缩的MPEG标准，目前有MPEG1，MPEG2，MPEG4三种算法。其中MPEG1的图像质量与家用电视系统相近，压缩后的数据率为1Mbps～2Mbps，亮度信号的分辨率为360×240，色度信号的分辨率为180×120，每秒30帧。MPEG2算法的原始目标是对每秒30帧的720×572分辨率的视频信号进行压缩，压缩后的数据传输速率为5Mbps～10Mbps。

目前应用较多的为H．261，MPEG1和MPEG2三种方式，由于变电所的图像是静态和动态相结合，以静态为主，因此三种方式都适合，当然，高倍率的数据压缩是以损失原始数据信息量为代价的，会影响到传输图像的质量。

3图像监控系统方案的比较

3.1监控与通讯

（1）监控方式

1）由调度或监控中心（在局大楼内）统一监视、控制，适用于变电所数量不多，分布较集中的电力局。

2）由若干监控中心分别监控变电所，再将图像上传到局大楼的方式，三级结构，适用于变电所数量较多，分布较广的地区。

3）监控中心与MIS网终端应有一定的优先级，一般来说，监控中心优先控制和操作，MIS终端只能监视和切换画面，两者不能有冲突．（2）通讯与传输方式

图像视频信号的传输途径有多种：一点多址小微波、音频电缆扩频通讯传输、光纤2M数据口传输、电话电缆传输等方式。从实际应用效果来看，光纤传输效果最好。用电话线传输图像容易产生断续现象，不利于观察防火、防盗现象，但观察静态事物，尚可应用。

图像监控系统的分布与通讯通道的布置有关，有以下几种方式：变电所与监控中心有直接的通讯连接；变电所与局大楼有直接的光纤连接，监控中心再与局大楼有通讯连接，两种情况考虑的方案应有所不同。

信息传输通常采用TCP／IP和网络组波（Multicast）的技术，最大限度利用了网络的传输性能和网络带宽，避免网络的拥塞．

3.2信息压缩形式

（1）硬件压缩、软件解压的方式

用一个软件就能解决所有的解压缩问题，且升级换代容易，降低了成本，MIS网上的计算机只要安装相应的软件并授权，就可以成为一台功能齐全的监控主机，但稳定性较硬件为差，同一监控中心的变电所之间兼容性差。

（2）硬件压缩、硬件解压的方式

稳定性好，若采用一对多解码器，成本较低，但兼容性差；若采用一对一编解码器，只要总体设计原理相同，不受产品限制，但主站的控制软件也不具备兼容性，且监控中心的解码设备数量繁多，若监控中心的通讯通过调度中心转发，则电力大楼的硬件设备也很多，且需要两套编解码设备，上网需要两次压缩解压缩。

3.3控制界面操作

主站软件在控制云台方面的操作有两种方式：

（1）界面提供专业控制面板，用鼠标点击相应的方向进行控制。

（2）直接在图形界面上引导云台的转动方向，鼠标指针向哪个方向滑动云台就朝相应方向转动。

后种方式对于监控人员来说，非常方便，易于操作。

可以在电子地图上直接用鼠标双击获得远程终端的图像和对应摄像机切换和控制权。地图可完全模拟相应变电所环境，方便操作人员寻找摄像机和快速切换。

3.4发热报警装置

变电所设备发热也是比较常见的问题，时间一长，容易造成事故。可以采用两种方法监视无人值班变电所的发热状况：

（1）用红外摄像机进行监视报警，成本较高。

（2）用金属片发热变色，摄像机自动巡回检测后自动报警，比常规的红外测温仪要方便很多。金属片一般装设在开关或变压器的端头位置。

3.5无线摄像机和无线对讲设备

采用无线摄像机和无线对讲设备，当变电所有人巡视或操作时，随身携带以便于远方监视，防止走错间隔或误操作。为今后变电所单人操作监视的运行方式做好技术准备。

无线摄像机体积小，且通常镜头和发射天线均包含在其中，发射功率小，传送距离较近，大多在100m之内能接收。因此无线接收接口必须配置在适当的位置（一般在主控室），以保证信号的畅通。

无线摄像机可以做成帽式或手提式。由实践得知，帽式在头上运行人员走动时经常发生抖动，难以迅速聚焦，而手提式结构可视角度大，轻巧便利，比较切合单人操作摄像。

3.6其他设备

（1）升降车。室外一体化摄像机由于架设位置比较高，天长日久玻璃面罩积灰，摄像质量严重下降，定期安排清扫又受到安全距离影响，因此可设计为升降机结构，只在第一次安装调试时需要停电，以后的维护极为方便。

（2）滑轨。开关室的结构一般成行排列，只设一个或少量的摄像头无法看清每个开关柜的状况，无法对运行提供依据。设多个摄像机既增加成本，也存在死角。因此设计和开发步进马达式的电动滑轨装置，操作人员在远方就能控制摄像机前后左右移动，灵活方便，又降低造价。

（3）组合电缆。电力系统对电缆有特殊要求：阻燃、防火、防小动物，目前市场上还无铠装的视频电缆，因此可以设计将控制电缆、视频电缆、电源电缆三合一，制成铠装阻燃电缆，既对高压电磁场起到良好的屏蔽作用，又方便安装和施工。

4其他辅助系统的接入

4.1防火、防盗装置

在没有考虑变电所图像监控时，防火、防盗装置也是作为无人值班变电所的必要条件提出的，它结合综合自动化输出两个综合信号，存在的缺陷是经常出现误报，由于综合信号无法得知什么区域发生火警和盗警，工作人员赶到现场，可能为时已晚。

如果能将防火、防盗结合图像监控系统，就可以解决上述问题。采用警情联动功能，当发生报警时，立即启动摄像机，可以得知是哪个区域发生报警，是否误报，重要情况还可启动自动录像装置，为事故分析提供条件。

目前绝大多数厂家生产的火灾、防盗报警控制器不具备报警规约的输出功能，或只有一个开关量接点输入，因此防火、防盗设备与图像监控的结合需要合作开发，且火灾报警控制器要经中国消防产品质量认证，控制器可采用RS232标准接口与上位机通讯。

与防火、防盗设备相连，探测报警信号源有以下几种：烟感探测器、热感红外线控测器、微波物体移动感知器、开关、玻璃破碎感知器等等。一般无人值班变电所大多采用前三种探测器。若经济条件较好，可采用多种探测器相结合的方式。为减少单一探测原理装置易产生的误报，可以将红外、微波、超身等探测方法组合成双鉴式，即基于两种原理的复合式报警器。

4.2变电所照明系统

图像监控装置启动变电所照明有两种方案：

（1）摄像机上安装射灯，可以随着摄像机的转动而转动，远方控制，灵活性高，但亮度范围有所限制。

（2）启动变电所的照明电源，当有警情或远方控制时，可以开启变电所相应位置的灯光，亮度范围广、效果好。

4.3长延时录像机

监控中心在采用计算机监控时，可用计算机硬盘录像，必要时采用双硬盘备份，但硬盘录像时往往计算机运行速度就很慢，不能同时调用图像或控制。但很多情况下可以在监控中心外接长延时录像机进行录像。24h的长延时录像机比较理想，每日只需更换一盘录像带。讯协议对于子站的技术、通讯接入以及MIS的联网都大有影响，因此一旦主站方案选定后，再采用另一家厂家的产品，很难兼容和接入，对系统的图像质量也很有影响。如果有多个监控中心，虽然不同主站各自可以采用不同的系统，但是如果要联入MIS网，又将会互相冲突。因此在考虑安装图像监控系统时，一定要有一个总体的方案。一般变电所内需要监视的位置有：

（1）主变：油位，中性点接地闸刀，端头的发热情况。

（2）开关室：监视开关室的人员出入及开关操作的正确性，及面板上的微机保护或自动化装置的面板。

（3）门厅：监视进出的人员。

（4）电容器室：防盗、防火监视。

（5）主控室：监视设备、直流系统、自动化装置等设备的读数，计算机等设备的防盗，运行人员的现场情况等。

（6）电缆层：防火。

集各有关单位的人员进行讨论，特别是运行人员对摄像头的布置，通讯人员对通讯的接入和设备调试，计算机人员对于MIS网的接入和设置，保卫人员结合防火、防盗等都要有一个综合的考虑，新建的变电所应在投产之前进行布线和设备安装等需要停电的工作，改造的变电所要结合检修一起施工。在施工中应注意：

（1）图像监控系统的施工安全问题相当重要，既要考虑安装时的安全间距，又要考虑维护的方便性。

篇4

在现代制造系统中，由于英特网和分布式计算技术的出现，产品的设计和制造日益分散化，协同合作制造日益成为更快速、更经济的生产高质量产品的有效模式。目前的数控系统正在向着集成化(Integrated)的方向发展，其目的在于为产品生产过程中的各个独立部门提供有效的协同工作环境。传统的CIMS技术大而全，在一般的中小企业很难实施，于是INC应运而生。

2.INC的概念与关键技术

2.1INC的概念集成化数控(IntegratedNumericalControl，INC)将CIMS中的功能实现(如CADPCAMPCAPPPNCP等)抽象为一系列独立的功能模块，再将这些功能模块集成在一起便可组成一个具体的数控系统。

以水射流机床所使用的INC系统的整体工作流程为例(见图1)，其整个系统是建立在工程数据库的基础上，数据库包括花样库、切削用量库、夹具库、喷嘴库、工艺库、NC代码库等，它们通过IntranetPInternet集成在一起，构成了工程数据库。INC系统可分为6个子部件模块:辅助设计(CAD)、辅助工艺(CAPP)、优化决策、数控加工(CNC)、系统监控和总体规划。

2.2INC与ONC、DNC的区别

开放式数控(OpenNumericalControl，ONC)，与传统的CNC系统相比较，ONC的核心在于其开放性，它必须提供不同应用程序运行于系统平台之上的能力;提供面向功能的动态重组工具;提供统一、标准化的应用程序用户界面。世界各国相继启动了有许多关于开放式数控的研究计划，其中影响较大的有美国OMAC(OpenModularArchitectureController)计划，欧共体的OSACA(OpenSystemArchitectureforControlwithinAutomation)和日本的OSEC(OpenSystemEnvironmentforController)计划等[3]。直接数控(DirectNumericalCon-trol，DNC)和分布式数控(DistributedNumericalControl，DNC)系统的主要目标是更加有效地控制一组数控机床或是整个工厂的生产，它实际上是一种分布式制造。

与ONC、DNC不同，INC是以数控为核心，它的各个模块都是面向数控，它的一切工作都是为数控加工服务。例如，一般的CAM系统注重特征识别、零件几何造型的建立以及零件加工轨迹的定义等，而INC的CAM模块中注重的是对零件加工过程的仿真和生成数控加工代码，其目的是便于检验零件的手工编程或自动编程的数控加工程序是否正确。与分布式制造(DistributedManufacturing)相比较，INC更接近于一种协同制造(CollaborativeManufacturing)。

2.3INC的关键技术

INC有三点关键技术:面向数控的CAD技术;面向数控的CAPP技术和基于CADPCAPP信息集成的CNC技术。

面向数控的CAD技术包括图像预处理、智能识别、图像矢量化和CADPCAPP集成技术等。面向数控的CAPP技术则包括路径优化、步骤优化、CAPPPCAM集成、工艺数据库的建立和管理技术等。

基于CADPCAPP信息集成的CNC技术，主要是与CADPCAPP集成系统的接口和交互的技术(基于STEP标准扩展的接口和交互技术)、嵌入式设备研制技术和实时技术等。

本文将对基于CADPCAPP信息集成的接口和交互的技术进行讨论与研究。

C与CADPCAPP的接口和交互技术

目前在工业化应用中的NC所采用的编程方式还是基于ISO6983(GPM代码)标准，随着计算机辅助系统CAX技术、系统集成技术等的飞速发展和广泛应用，该标准已越来越不能满足现代NC系统的要求，成为制约数控技术乃至自动化制造发展过程中的瓶颈问题。

1997年欧共体提出了OPTIMAL计划，将STEP技术延伸到自动化制造的底层设备，开发了一种遵从STEP标准、面向对象的数据模型(称为STEP2NC)，将产品模型数据转换标准扩展到CNC领域，重新制定了CADPCAPP与CNC之间的接口，为实现CADPCAPPPCNC之间的无缝连接，进而实现真正意义上的完全开放式数控系统奠定了基础[4]。

传统数控系统与CADPCAPP之间的数据交换是单向传输，现场对NC程序的任何修改都无法直接反馈到CADPCAPP系统，生成NC程序时记录最初加工需求的信息已经丢失。而使用STEP2NC可减少加工信息容易丢失的问题，实现双向数据流动，能够保存所做的修改，使零件程序和优化的加工描述及时地反馈到设计部门(CAD)，以便设计部门及时进行数据更新，获得完整、连贯的加工过程数据文件。

图2所示是基于STEP2NC标准的数据模型，其中包含了加工工件的所有任务，其基本原理是基于制造特征(如孔、型腔、螺纹、倒角等)进行编程，而不是直接对刀具与工件之间的相对运动进行编程。这样，CNC系统可以直接从CAD系统读取STEP数据文件，消除了由于数据类型转换而可能导致的精度降低问题。

图3所示为一种采用了STEP2NC标准的数控系统结构模型，该结构模型包含了当前STEP2NC与数控系统结合的3种模式，模式1是一种过渡形式，上层符合STEP标准的CADPCAPP系统与STEP2NC接口实现双向数据流动，下层通过增加符合STEP2NC标准代码转换接口，将STEP2NC数据代码转换为GPM等代码，进而实现对现行数控系统的控制。模式2是一种比较简单、初级的模式，与模式1的区别在于下层采用了新型STEP2NC控制器，直接读取STEP数据格式加工文件。模式3是模式2的发展与完善，它使系统的集成度更高、设计层与车间层之间的功能重新划分，实现CAPP系统宏观规划与CAD系统集成、微观功能与车间层集成。鉴于ISO6983标准在数控领域内的广泛应用，在短期内用ISO14649标准将其完全取代不太现实，因此在STEP2NC控制器广泛使用之前，模式1将长期保留在系统之中[5]。

基于STEP2NC标准的CADPCAPPPCNC之间将会实现无缝连接，CADPCAPP与CNC的双向数据流动，使得设计部门能够清楚地了解到加工实况，并且可根据现场编程返回的信息对生产规划进行及时快速的调整，生产效率将得到极大的提高。另外，CAD、CAPP、CNC之间的功能将会重新划分:CAPP系统的宏观规划与CAD系统集成，微观功能与CNC集成。

4.应用实例

AWJ水射流机床(国家专利产品)是通过高压管道形成高压水射流或磨料射流，来实现对工件的切割以及抛光等操作。初始条件为工件的数码图像，经过INC的CADPCAPP集成系统处理后直接将数据传输到CNC子模块，由CNC子模块生成加工仿真。INC系统是基于Windows平台，应用于水射流切割机的集成化数控加工。

图5所示是将经过处理后的轮廓输入CAD软件稍加修改，再由集成到CAD软件内部的CAPP软件设计出合适的加工工艺。最后生成NC代码输入模拟仿真软件，如图6所示，可以进行仿真切割加工。这样便完成了INC系统中由数码图像到成品加工的一系列工作。

篇5

1.1冷热源

空调系统夏季设计总冷负荷为11476kW，单位建筑面积的冷负荷指标为150W/m2；冬季设计总热负荷为7000kW，单位建筑面积的热负荷指标为82W/m2。根据工程使用功能特点及业主对该工程的定位，从节能方面考虑，空调冷源选用4台制冷性能优越的离心式变频电制冷机组，单台制冷量为3165kW，COP为5.83。同时考虑到过渡季节极低负荷下部分负荷的需要，辅以1台水冷螺杆式电制冷机组进行调节，制冷量为1055kW，COP为5.55。当冬季冷却水进入螺杆式冷水机组的温度低于15℃时，螺杆式冷水机组低温保护停止运行，则利用板式换热器及冷却塔免费制冷。空调系统的热源选用3台制热容量为2400kW的真空燃气热水锅炉。制冷机组冷冻水供回水温度为6℃/12℃，冷却水的供回水温度为32℃/37℃。真空锅炉热水供回水温度为65℃/55℃。免费制冷板换的一次侧供回水温度5℃/10℃，板换二次侧的供回水温度为6℃/12℃。

1.2冷热水系统

空调水系统采用机械循环四管异程式，一次泵变频变流量系统。冷冻水分、集水器间设置压差旁通装置以保证只有1台冷冻水泵在最低负荷运行时供回水管路压力平衡。为离心式冷水机组设置5台变频冷冻水泵；为螺杆式冷水机组设置2台定频冷冻水泵，免费制冷板式换热器和螺杆式冷水机组共用冷冻水泵；为真空锅炉设置4台变频热水泵。冷冻水及热水系统均设置分集水器，分集水器均设置一路商业空调，一路办公塔楼，一路备用。空调冷源水系统原理图见图1。

1.3冷却水系统

为离心式冷水机组配置5台变频冷却水泵，为螺杆式冷水机组配置2台定频冷却水泵，免费制冷板书换热器和螺杆式冷水机组共有冷却水泵；塔楼屋面层设置8台400m3/h的开式横流冷却塔，各冷却塔风扇设置变频器，且均带有防冻电加热器，屋面层室外的冷却水供回水管包裹电热拌线，以保证全年正常使用。按照绿色三星评定的要求，项目设置余热利用系统，通过容积式换热器将冷却水与市政给水进行换热，作为生活热水供热的预热。为满足大厦计算机机房、通讯设备用房的特殊需求，项目在塔楼屋面层设置24h冷却水系统，提供32℃/37℃的冷却水至4～27层办公楼标准层。系统设置3台125m3/h的闭式冷却塔（2用1备），3台变频冷却水泵，冷却水系统采用竖向、横向皆同程，以利于系统的水力平衡。

1.4空调风系统

1.4.1零售、餐厅等小分隔的商业租户用房

由于商业租户区不同的小租户某一时刻对空调有不同的需求，故租户区采用风机盘管加新风机组的灵活多变的空调形式，由新风机组将室外新风经降温或升温、加湿等处理后送入商业租户区，于租户商铺高位预留新风管接驳口；排风则由各层卫生间及厨房排油烟机排至室外。定义为餐厅的商业租户配备厨房空间，厨房高位预留排油烟风管和补风管，集中设置风机具有变频调节功能的排油烟机和新风机组。

1.4.2办公塔楼标准层

由于办公塔楼标准层办公区的进深达到13m，存在内外负荷需求的差异，故将标准层的办公区分为内外区。内外区送风系统设置如下：内区末端设置单风道变风量箱，外区末端设置并联式风机助动型变风量箱(FPB)，FPB带热水盘管。内外区变风量箱均设置温度控制器，冬夏季根据温度控制器通过一次风进风风量调节室内温度。办公塔楼标准层核心筒的两侧设置了2个空调机房，机房内各放置了1台变风量空调机组，并采用上回上出的气流方式。裙房4层、塔楼的避难层、屋面层分别设置带热回收功能的新房机组，新房机组通过热管式换热器与塔楼的卫生间、办公区的排风进行换热后进入新房机组处理，经过集中处理后的新房经竖直新风管送入标准层的空调机组，标准层进入空调机组的新风管设置定风量箱CAV，新风与室内回风混合并经空调机组处理后送入室内。各标准层的卫生间、办公区排风汇集至排风立管，由置于裙房4层、塔楼的避难层、屋面层的排风机经热回收后排至大气当中。

1.4.3商场公共区域

商场公共区域采用单风道全空气系统。按照绿色三星评定的要求，过渡季节商业裙房公共区域的AHU机组新风阀全开，新风量调整为机组总送风量的50%，同时，调整回风阀的开启阀门调改新回风比，利用AHU机组引入室外的新风作为裙房公共区域的免费冷却，中庭顶部设置手动窗(平时常闭)，当采用50%新风模式时手动开启通风窗，以释放过量的新风达到风量平衡；夏季，商业裙房公共区域的AHU机组新风阀调整至夏季运行工况，回风阀调整至全开，引入室外的新风经降温处理后送入裙房公共区域。

1.4.4办公大堂区域

办公大堂设置组合型空调机组，采用单风道集中送风方式，吊顶高位均匀设置条形喷射风口，夏季供应冷风，冬季供应热风。由于办公大堂层高12m，吊顶高度9.6m，为高大空间的建筑布局，在冬季供暖时，下送的热空气由于密度差的因素会有上浮的存在而导致人员活动区域达不到设计温度的可能。因而综合考虑办公大堂的使用功能和人的舒适性的前提下，冬季采用AHU空调机组下送热风及大堂周边玻璃幕墙内侧设置地板散热器共同供暖的采暖方式。同时，为了了解冬季AHU空调机组及地板散热器共同供暖的有效性，利用CFD流体计算软件进行了办公大堂热环境的动态模拟分析。为模拟室外风场对室内气流的影响，建模过程中考虑了室外风场的影响，在稳态的基础上增加了室外来风的作用空间。该模型是在稳态模型的基础上建立起来的。空调机组高位条形喷射风口的送风温度为28℃，地板散热器的风口出风温度为37℃。办公大堂的玻璃门朝向东开，分析时取垂直于玻璃门的方向，即图中的x方向，此时，可同时监测到室内与室外的温度变化。在门打开后。室外气流涌入办公大厅的过程，在门打开后20s的时间内，室外冷空气只有一部分以低温存在于办公大堂空间中，随着冷空气的深入，不断与室内空气掺混，温度逐渐升高，最终以18℃的空气向室内蔓延，在20s时间内距地面1m高度以下80%的空间被18℃的冷空气占领。并且在冷空气从门下部侵入室内的过程中，不断有室内热气流从门上部溢出，这一现象符合能量守恒定律，同时也可以从温度分布图中看出。3min后，中庭内部的温度分布可从图7得到：在门打开3min后，室内温度进一步降低，整个2m以下的空间都被冷空气所占领，并且出现明显的温度分层。下部温度低，上部温度高，且温差10℃左右，室内人员将明显有冷感觉。由上述办公大堂热环境的动态模拟可知，在冬季室外温度较低时，尽量不要同时打开4扇玻璃门，当需要通过打开玻璃门来换气时，不要选择寒冷的早晨和傍晚，尽量在稍微温暖的中午；开门时间不宜过长，否则室内温度下降太低，在必须开启玻璃门时，不要同时开启4扇玻璃门，打开其中1扇或者2扇，优先打开东南朝向的玻璃门，因其冷风侵入较少。

2空调节能自动控制

项目设置楼宇自控系统。制冷机房设置全变频监控系统，系统设置一套设备(冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵及冷却塔风扇均为变频机组)能耗及效率监控中心，逐时分析并计算中央制冷站内各主要设备在不同变频速率下的最佳工况值或能源效率，并且在保证最不利点压力值的状态下，主动发出变频设定信号以指令相关设备按此变频数值运行，从而达至“自我寻优”的最佳运行效果，以节约总体的制冷能耗。办公塔楼变风量系统综合使用房间温度控制、送风量控制、送回风风量匹配控制、新排风风量控制和送风温度控制等多种控制方式。回风管里安装CO2探测器、探测CO2的浓度以便调节区域的新风量。调节AHU机组新风入口处CAVBOX和排风阀在设定的位置，室内新风量必须大于排风量，以保持室内微正压。CAVBOX将设风量探测报警器，与BMS系统兼容监测在每段时刻所送的新风量是否在设定值的范围内，在新风量设计定值偏离设计值超过10%时报警。空调机组、新风机组的出水管上均安装比例积分电动调节阀，通过改变水流量来控制所需空气温度。商业裙房公共区域的空调机组以回风温度作为控制信号；新风机组以送风温度作为控制信号；办公塔楼空调机组以机组设定送风温度及VAV回风温度作为控制信号。在过渡季节，商业裙房公共区域根据室内温度调节新回风比，调节新风量至总送风量的50%，利用新风免费供冷，节省运行能耗。

3结语

篇6

1、关于温控与热计量的关系

以我国供暖现状，采暖能耗指标是同类气候条件下发达国家的3-5倍，而且供暖效果也远远不如，能耗大量浪费的原因中固然有百姓用户节能意识淡薄、收费体制不能刺激节能，但主要的原因还是因为我们设计、施工与运行管理的落后。如果不提高自身能力水平，而一味地追求收费，就是将自身水平落后造成的浪费转嫁给消费者，这样显然不合理，也不利于节能工作。按热收费，比以前进步了，实现了交易公开的原则，但是用户不能主动控制以实现节能，也就是不能主动地去省钱或是选择其他方式供暖，违背了公平与公正的原则，很易造成矛盾，挫伤或阻碍供暖节能技术的发展，不利于供热改革。我们认为正确的做法是温控与热量并重，相辅相成，甚至温控更加重要。供热单位先提高自身水平，提高室内热舒适度，也就是提高服务质量，再合理地向用户收费，促节能事业发展。

2、户内系统和户外系统的关系

目前有一种趋势：认为讲温控就是要在室内安装温度控制阀，讲计量就是在户内安装热量表，至于户外控制就可以不被重视了。温控与计量是不是只要针对户内系统，户外就可以忽视呢？对于一个户内控制设备完善的系统（安装了温控阀和热量表），如果没有相应的户外控制，很难保证户内设备正常地工作。如果户外水力失调严重，温控阀不能工作在正常工况下，压头大就会频繁地开关甚至产生噪音，压头太小会始终常开而室内温度不足；热量表也可能工作在额定之外的流量下，测量不准确。如果外网不能根据户内工况变化相应调节，如：水泵不能变频、压差不能稳定的情况下，水泵、锅炉或换热器的效率也不能保证。如果户内采取了节能手段，而户外没有配合措施，一方面会引起管网水力热力工况的失调，另一方面室内节省的能量不能体现在热源的节能上，节能这一根本目的就没有实现。所以我们认为好的户内控制一定要与户外控制相结合。

随着先进计量、控制设备不断应用于系统中，分户计量供热系统逐步在我国发展起来。从用能的角度看分户计量供热的技术能够有效利用自由热，提倡用户的行为调节，以减少能耗；另一方面，从用户出发它能够提高室内热环境的舒适性。在散热器上安装温控阀为实现这些目标提供了有效手段。当温控阀被设定在某一值时，它可以通过感温包测量室内温度，实时调节散热器流量以符合设定值。如果热网的运行工况可以最大限度的满足各个用户的需求，那么温控阀控制的散热器供暖房间温度就不会出现过冷过热的情形。但是舒适度因人因时而异，提高用户的舒适程度不仅要求在设计温度18℃时保持室温仅有微小的波动，而且应该尽可能的满足用户希望提高室内温度的要求。

3、是温控计量产品去适应系统，还是系统去适应产品

我们采取“拿来主义”来消化学习国外的温控计量技术，包括消化和应用国外的产品，但是外来的产品并不适应我国的现有系统，除了水质问题和管理问题外，还有许技术问题。如：系统末端压差、系统规模大小、设备工作环境等都存在很大的不同，不做任何改变就应用在一起很难得到正常的效果。如有的示范工程，产品应用效果不好，出现一些问题，厂家就提出要彻底地改变中国的供热系统，殊不知，对中国这一巨大规模的供热体系，改变是一个渐进的过程，需要一定的时间，不可能一蹴而就。谁应该去适应谁并不存在一个分明的界限，但是合理的寻求结合点，花最小的投入去获得最大的回报，这个工作非常重要。

4、政策、技术标准、产品开发的相互关系

过去几年里，温控与热计量事业发展很快，但总体规模不大，没有形成一个产业。产品供应商经常抱怨国家政策不到位，没有强制措施，政府又考虑到技术方案和相关标准不完善，可操作性差，设计部门往往无章可循，缺乏标准指导，开发商在无强制措施的情况下，不愿增加温控与热量的投资，存在侥幸心理。三者之间相互依存，又相互制约，影响温控与热计量技术的发展。从行业管理部门来讲，近期成立的建设部热改与热计量领导小组可统一管理、规划、协调各部门的工作，推进该事业的发展。新型采暖方式与集中供暖系统温控与热计量发展的相互关系当前，新型的采暖方式发展迅猛，在一些主要城市中，分户燃气炉采暖和户内电采暖发展很快，挑战旧有传统供暖方式，成为集中供暖的主要竞争对手。这些新型采暖方式的发展是市场经济发展的必然产物，是促进传统的集中供暖系统变革的重要力量。这些新型采暖方式除了投资相对较少，物业管理方便，有利于大气环境之外，其主要点之一就是可以分户计量和收费，解决收费问题。这将极大地挑战和促进集中供热发展分户计量计费技术，如果做不到这一点，就很可能被挤小市场占有率，丢掉市场份额；同时，新型采暖方式也可以促进计量收费的普及，让百姓受供暖体制改革，对集中供热也有好处。新型采暖方式的另一个主要优点就是采暖费与传统的供热方式相当。在现有的燃料价格体系下，分户燃气炉的燃烧效率低于集中燃气锅炉的燃烧效率；燃烧天然气比烧煤贵；要产生同样的热量值，用电比烧煤或烧天然气贵。

综上所述，无论是新型采暖方式和集中供热方式，在实施供暖系统温控与热计量节能上，都需要国家能源结构的调整和有关部门扶植政策支持，就哈尔滨市而言，供暖系统温控与热计量节能工作，还远远没有落实到位。新型的集中供暖系统采用了温控与热计量节能技术，就可以提高效率、减少浪费、增加调控手段，就可以与新型采暖方式同等竞争，夺回价格优势，争取市场份额。

参考文献：